Verfahren zum Beladen mindestens einer Komponente mit Gas bei der Herstellung von massiven bis zelligen Kunststoffen

Abstract

 Bei der Begasung einer fließfähigen Komponente mittels eines Hohlrührers (7) in einem Begasungsbehälter (2) bei der Herstellung von Kunststoffen aus mindestens zwei fließfähigen Reaktionskomponenten wird das Dispergieren und Homogenisieren dadurch verbessert, daß der Hohlrüh­rer (7) mit einer größeren Gasmengen-Durchsatzleistung (Nl/min) betrieben wird als der ihm angebotenen Gasmenge (Nl/min) entspricht.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beladen minde­stens einer fließfähigen Komponente mit Gas bei der Her­stellung von massiven bis zelligen Kunststoffen aus mindestens zwei fließfähigen Reaktionskomponenten, wobei das Gas einem Hohlrührer von außen dosiert zugeführt, von ihm angesaugt und in einem Begasungsraum in die Komponente eindispergiert wird.

[0002] Zum Erzielen bestimmter Eigenschaften derartiger Kunst­stoffe ist es erforderlich, mindestens eine Komponente mit Gas, beispielsweise Luft, zu beladen. Die Qualität der gewünschten Eigenschaften im Endprodukt hängt sehr wesentlich von der Dispergierung und Homogenisierung des Gases in der Komponente ab. Insbesondere finden derarti­ge Verfahren bei der Herstellung von vorzugsweise ge­schäumten Polyurethan-Kunststoffen, Polyisocyanurat-­Kunststoffen und Polyharnstoff-Kunststoffen Anwendung. Aus DE-A-34 34 443 ist es bekannt, das Gas in einem mit einem Hohlrührer versehenen Begasungsbehälter in die Komponente einzudispergieren, wobei dieser Begasungsbe­hälter in einer vom Vorratsbehälter zum Mischkopf füh­renden Leitung zwischengeordnet ist. Die Rührflügel des Hohlrührers und/oder dessen Rührerdrehzahl sind ein­stellbar, damit eine gewünschte Gasmenge pro Zeiteinheit angesaugt werden kann.

[0003] Weitere Begasungsverfahren mit Hohlrührer sind aus EP-A-­110 244, EP-A-175 252 und DE-A-3 434 444 bekannt.

[0004] Allen diesen Verfahren haftet der Mangel an, daß die Dispergierung und Homogenisierung des Gases in der Kom­ponente nicht ausreichend ist, was sich insbesondere bei der Begasung hochviskoser Komponenten und schwerlösli­cher Gase bemerkbar macht.

[0005] Es besteht die Aufgabe, das Verfahren der eingangs ge­nannten Art dahingehend zu verbessern, daß der Disper­gierungsgrad des Gases in der Komponente und die Lö­sungsgeschwindigkeit erhöht werden und daß es insbeson­dere auch für höherviskose Komponenten mit gutem Erfolg anwendbar ist.

[0006] Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Hohlrührer mit einer größeren Gasmengen-Durchsatzleistung (Nl/min) betrieben wird als der ihm angebotenen Gasmenge (Nl/min) entspricht.

[0007] Auf diese Weise wird eine höhere Druckdifferenz (Unter­druck) am Hohlrührer erzielt, wodurch eine schnellere und homogenere Aufnahme des Gases durch die Komponente und damit eine höhere Löslichkeit in ihr bewirkt wird. In der Regel wird man gegenüber den bekannten Verfahren zum Erzielen der größeren Gasmengen-Durchsatzleistung eine konstante, höhere Drehzahl vorgeben. Die gleiche Wirkung würde durch eine entsprechende Veränderung der Stellung oder der Länge der Rührflügel erzielt, was je­doch technisch aufwendiger wäre.

[0008] In der Zeichnung ist eine Vorrichtung zur Durchführung des neuen Verfahrens rein schematisch im Schnitt darge­stellt und nachstehend näher erläutert:

[0009] Von einem nicht dargestellten Vorratsbehälter wird Polyol als Komponente über eine Leitung 1 in einen ge­schlossenen Begasungsbehälter 2 in dessen oberen Bereich eingeführt, von dessen Boden 3 eine Leitung 4 zu einem nicht dargestellten Mischkopf führt, in welchem das mit Gas beladene Polyol mit Isocyanat als weitere Komponente vermischt wird. Aus dem Gemisch bildet sich nach Verlas­sen des Mischkopfes Polyurethan-Schaumstoff. Das Rührwerk 5 besteht aus einem drehzahlverstellbaren Antriebsmotor 6 und einem Hohlrührer 7, welcher mittels einer Dichtung 8 durch den Behälterdeckel 9 geführt ist. Außerhalb des Rührwerkbehälters 2 weist der Hohlrührer 7 eine Ansaug­öffnung 10 auf, welche mit an den Enden der Rührarme 11 vorgesehenen Öffnungen 12 verbunden ist. Im Bereich der Ansaugoffnung 10 ist der Hohlrührer 7 durch ein Gehäuse 13 umgeben, in welches eine Gaszuführleitung 14 mündet. Diese steht mit einer Gasquelle 15 in Verbindung. In der Leitung 14 ist ein Gasdosiergerät 16 angeordnet, welches aus einem Gasmasse-Durchflußmesser 17 und einem Gasdurch­flußmengen-Regelventil 18 besteht. Sowohl das Polyol als auch das Gas werden kontinuierlich in konstantem Strom zugeführt und das Gemisch abgeführt. Das Rührwerk 5 ar­beitet mit konstanter Drehzahl, wobei diese so einge­stellt ist, daß eine größere Gasmengen-Durchsatzleistung erzielt wird als der durch das Gasdosiergerät 16 ange­botenen Gasmenge entspricht.

Beispiel

[0010] Der Begasungsbehälter 2 besitzt ein Volumen von 2 l. Er steht unter einem Arbeitsdruck von 3 bar. Der Hohl­rührer 7 arbeitet mit 3000 U/min, was einer Ansauglei­stung von 10 Nl/min entspricht. Die vom Gasdosiergerät 16 angebotene Gasmenge, in diesem Falle Luft, beträgt jedoch nur 5 Nl/min. Dadurch wird eine Saugwirkung (Druckdifferenz) von 0,4 bar erzeugt. Es werden 6 l/min Polyol zugeführt. Die mittlere Verweilzeit des Polyols im Rührwerksbehälter 2 beträgt 20 sec. Das be­gaste Polyol zeigt einen Blasengehalt von 27 Stück/cm² bei einer mittleren Blasengröße von 0,9 mm.

Ansprüche

Verfahren zum Beladen mindestens einer fließfähigen Kom­ponente mit Gas bei der Herstellung von massiven bis zelligen Kunststoffen aus mindestens zwei fließfähigen Reaktionskomponenten, wobei das Gas einem Hohlrührer (7) von außen dosiert zugeführt, von ihm angesaugt und in einem Begasungsraum (2) in die Komponente eindispergiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlrührer (7) mit einer größeren Gasmengen-Durchsatzleistung (Nl/min) be­trieben wird als der ihm angebotenen Gasmenge (Nl/min) entspricht.

Zeichnung